Эксплуатационная надежность агрегатов и систем автомобилей. Учебное пособие

Таблица 2.3

Технологическая карта диагностики ступицы автомобиля

Таблица 2.4

Технологическая карта диагностики и технического обслуживания ступичного подшипника

31

В этом случае мы уменьшаем риск появления коррозии

иабразивного износа трущихся поверхностей, тем самым повышаем время до отказа.

Улучшенные способы диагностики и технического обслуживания значительно повышают срок службы ступичного подшипника. Следовательно, узел имеет уже большую надежность,

ив нем не будут возникать неожиданные или преждевременные отказы.

2.2. Способы повышения надежности ходовой части грузового коммерческого транспорта

Вкачестве примера грузового коммерческого автомобиля будет выбрана ГАЗель NEXT. Данный автомобиль часто используется в грузоперевозках транспортных компаний. Перегрузы, несвоевременные и неправильные диагностика и техническое обслуживание – одни из главных проблем неисправностей в ходовой части.

Вподвеске ГАЗель NEXT возьмем один из распространенных элементов, подверженных отказу. Шаровая опора – она соединяет рычаг подвески с поворотным кулаком автомобиля. При эксплуатации транспортного средства на данный узел приходится огромная знакопеременная нагрузка, таким образом, правильно подобранная схема диагностики и технического обслуживания этого элемента способна значительно продлить время до отказа [26].

Шаровая опора, представленная на рис. 2.4, устроена просто

ине имеет сложных элементов в конструкции. Корпус шаровой опоры является основой для размещения остальных частей шарнира, а также служит для передачи усилий от пальца к другим элементам ходовой части. Шаровой палец предназначен для передачи усилий в подвеску в разных плоскостях, тем самым компенсируя их взаимное перемещение. Вкладыш шарового пальца представляет собой подшипник скольжения, предназначенный для снижения трения при вращении шарового пальца, тем самым продлевая ресурс ходовой части автомобиля. Защитный чехол

32

(пыльник) является защитой для пары трения головки шарового пальца – вкладыш. Он защищает внутреннюю часть опоры от попадания влаги и пыли, тем самым продлевая ее срок службы. Смазочный материал служит для уменьшения трения в сопрягаемых элементах [20].

Рис. 2.4. Устройство шаровой опоры

Проанализируем возможные причины отказа шаровой опоры, представленные в виде блок-схемы на рис. 2.5. Абразивный износ и коррозия возникают вследствие повреждения пыльника, проникновения воды, потери герметичности, попадания грязи в места трения. Визуальным признаком такой неисправности может быть поврежденный защитный чехол, наличие на чехле смазки, а также при движении автомобиля по дороге ухудшается его управляемость и возникают посторонние стуки в подвеске. Неисправная шаровая опора вызывает изменение углов установки колес, что, в свою очередь, ведет к неравномерному износу автомобильных шин. При длительном движении автомобиля по неровной дороге с большой скоростью смазочный материал перегревается и теряет свои свойства, что в этом случае повышает трение между пальцем и вкладышем.

33

Шаровой шарнир

Рис. 2.5. Основные неисправности шарового шарнира

Главной причиной отказа шаровой опоры является износ сопряжения «головка шарового пальца – вкладыш», приводящий к увеличению осевого зазора. Таким образом, для повышения надежности данного узла и предотвращение преждевременного отказа следует должным образом диагностировать и обслуживать опорный шарнир [20].

Приведем методику расчета зазора в соединениях вал-отвер- стие.

Дано сопряжение вал-отверстие. По результатам диагностики деталей объекта определен зазор в соединении 0,16 мм. Известно, что наработка с начала эксплуатации – 1800 ч. Предполагаемый межремонтный ресурс – 3200 ч. Интенсивность изнашивания вала 1,16 · 10–5 мм/ч, отверстие 1,39 · 10–5. Исходные данные для расчета зазора в соединениях вал-отверстие представлены в табл. 2.5.

34

Таблица 2.5

Исходные данные расчета зазора в соединениях вал-отверстие

Требуется найти: полный и остаточный ресурсы времени, предельный и допустимый износ деталей.

Дано:

Sизм = 0,16 мм, tизм = 1800 ч, tм.р = 3200 ч, iв = 1,16 · 10–5 мм/ч, i0 = 1,39 · 10–5 мм/ч, Dmax = 50,025 мм, Dmin = 49,911 мм.

Найти:

tс.п = ?, tс.ост = ?, Идоп = ?, Ипр = ?

где Sдоп – допустимая величина зазора в соединении, мм; Ис.д – допустимая величина износа в соединении, мм.

3. Определим предельный износ соединений:

35

где Sпр – предельная величина износа, мм; Ис.п – предельный износ в соединении, мм.

8. Определим предельный износ отверстия:

где iо – интенсивность изнашивания отверстия, мм/ч; Ио.пр – предельный износ отверстия, мм.

где dmin – минимальный размер вала, мм; dпр – предельный размер вала, мм.

36

10. Определим предельный размер отверстия:

Dпр = Dmax – Ив.пр = 50,025 + 0,074 = 50,099 мм, (2.10)

где Dmax – максимальный размер отверстия, мм; Dпр – предельный размер отверстия, мм.

11. Рассчитаем допустимый износ соединения вала:

Ив.доп = Ио.пр – tм.р · iо = 0,062 – 3200 · 1,16 · 10–5 = 0,0248 мм, (2.11)

где tм.р – межремонтный ресурс соединения, ч; Ив.доп – допустимый износ соединения вала, мм.

12. Рассчитаем допустимый износ соединения отверстия:

Ио.доп = Ио.пр – tм.р · iв = 0,074 – 3200 · 1,39 · 10–5 = 0,0296 мм, (2.12)

где Ио.доп – допустимый износ соединения отверстия, мм.

13. Рассчитаем допустимый без ремонта размер соединения вала:

где dдоп – допустимый размер вала без ремонта соединения, мм.

14. Рассчитаем допустимый без ремонта размер соединений отверстия:

Dдоп = Dmax – Ио.доп = 50,025 – 0,0295 = 50,0546 мм, (2.14)

гдеDдоп –допустимыйразмеротверстиябезремонтасоединения,мм,

15. Проверим допустимый зазор в соединении:

Sдоп = Dдоп – dдоп = 50,0546 – 49,886 = 0,168 мм, (2.15)

где Sдоп – допустимый зазор в соединении, мм.

16. Проверим расчет предельного зазора в соединении:

Sпр = Dпр – dпр = 50,99 – 49,849 = 0,25 мм, (2.16)

где Sпр – предельный рабочий зазор в соединении, мм.

37

Ответ:

1.Полный ресурс времени соединения деталей равен 5333 ч.

2.Остаточный ресурс времени соединения деталей равен

883,25 ч.

Такимобразом,внесядополнительныйэлементыдиагностики

итехнического обслуживания шаровой опоры, можно значительно продлить ее срок службы. Произведем разработку технологической карты снятия, диагностики и технического обслуживания шаровой опоры автомобиля ГАЗель NEXT.

Разработаем технологическую карту, представленную в табл. 2.6, снятие и диагностики шаровой опоры с автомобиля ГАЗель

NEXT.

38

Таблица 2.6

Технологическая карта снятия и диагностики шаровой опоры с автомобиля

39

Окончание табл. 2.6

Сборка происходит в обратном порядке [24]. Продиагностировать качество шаровой опоры автомобиля

можно после ее демонтажа. При классическом способе диагностирования неисправностей шаровой опоры проверяется люфт при установленном шарнире на автомобиле и производится проверка наличия повреждения на защитном чехле. Данный метод диагностики не точный и не способен дать понимание о действительном состоянии шаровой опоры. Поэтому стоит ввести дополнительные методы диагностирования, которые повысят надежность узла и предотвратят отказы, табл. 2.7–2.8.

Используя данную методику диагностики шаровой опоры автомобиля, можно точно определить ее состояние, получив все действительные данные, и найти зазор в сопрягаемых поверхностях. Итог всего этого – своевременное техническое обслуживание, предотвращение преждевременного отказа и повышение надежности узла в целом.

40